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1、单片机第二章单片机第二章2 22.2单片机的内部结构单片机的内部结构MCS-51单片机的主要特点单片机的主要特点l l（1 1）扩大了内部程序存储器（）扩大了内部程序存储器（）扩大了内部程序存储器（）扩大了内部程序存储器（ROMROM）和内部数）和内部数）和内部数）和内部数据存储器（据存储器（据存储器（据存储器（RAMRAM）的容量。）的容量。）的容量。）的容量。l l（2 2）具有布尔代数运算能力。）具有布尔代数运算能力。）具有布尔代数运算能力。）具有布尔代数运算能力。l l（3 3）具有）具有）具有）具有3232条双向可被独立寻址的条双向可被独立寻址的条双向可被独立寻址的条双向可被独立寻址
2、的I/OI/O口。口。口。口。l l（4 4）具有）具有）具有）具有5 56 6个中断源，可分为个中断源，可分为个中断源，可分为个中断源，可分为2 2个中断优先级。个中断优先级。个中断优先级。个中断优先级。l l（5 5）具有丰富的指令系统。）具有丰富的指令系统。）具有丰富的指令系统。）具有丰富的指令系统。l l（6 6）具有全双工传输信号）具有全双工传输信号）具有全双工传输信号）具有全双工传输信号UARTUART。l l（7 7）片内具有时钟振荡电路。）片内具有时钟振荡电路。）片内具有时钟振荡电路。）片内具有时钟振荡电路。l l（8 8）烧写工艺上采用可一次性烧写的内含）烧写工艺上采用可一次
3、性烧写的内含）烧写工艺上采用可一次性烧写的内含）烧写工艺上采用可一次性烧写的内含ROMROM或可重复烧写的或可重复烧写的或可重复烧写的或可重复烧写的EPROMEPROM。 6全双工串行口全双工串行口qMCS-51MCS-51单单片片机机还还有有一一个个全全双双工工的的串串行行口口，以实现单片机与外部之间的串行数据传送。以实现单片机与外部之间的串行数据传送。q7OSCqOSCOSC是是单单片片机机的的时时钟钟电电路路。时时钟钟电电路路用用于于单单片片机机产产生生时时钟钟脉脉冲冲序序列列，协协调调和和控控制制单片机的工作。单片机的工作。MCS-51系列系列单单片机分片机分类类q 资源资源 配置配置
4、子子 系列系列 片内片内ROMROM形式形式 片片 内内 ROM ROM 容容 量量 片片 内内 RAM RAM 容容 量量定时定时/ /计数器计数器中中断断源源 无无ROMROMEPROMEPROME E2 2PROMPROM5151子系列子系列803180318051805187518751 895189514KB 128B128B 2162165 55252子系列子系列803280328052805287528752 895289528KB 256B256B 3163166 62.2.2 引脚引脚定义及功能定义及功能 80511234567891011121314151617181920
5、4039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VssVccP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.02单片机引脚说明单片机引脚说明 q（1 1）P0P0口（口（3232脚脚3939脚）有三种使用方法：脚）有三种使用方法：q
6、作为与外部传送数据的作为与外部传送数据的8 8位数据总线（位数据总线（D0D0D7D7）。）。q作作为为扩扩展展外外部部存存储储器器时时的的低低8 8位位地地址址总总线线（A0A0A7A7） 作为普通作为普通I/OI/O口使用。口使用。 q（2 2）P1P1口口（1 1脚脚8 8脚脚）：作作为为普普通通I/OI/O口口使使用用，无无须须外接上拉电阻外接上拉电阻q（3 3）P2P2口（口（2121脚脚2828脚）有两种使用方法：脚）有两种使用方法：q作为普通作为普通I/OI/O口使用，无须外接上拉电阻。口使用，无须外接上拉电阻。q作为扩展外部存储器时的高作为扩展外部存储器时的高8 8位地址总线（
7、位地址总线（A8A8A15A15）。）。q（4 4）P3P3口口（1010脚脚1717脚脚）有有两两种种使使用用方方法法。作作为为普普通通I/OI/O口使用，无须外接上拉电阻；口使用，无须外接上拉电阻； P3口的特殊功能口的特殊功能 单片机引脚单片机引脚q（5）VDD（40脚）：脚）：+5V电源。电源。q（6）VSS（20脚）：脚）：GNDq（7）XTAL1（19脚脚） XTAL2（18脚脚）：接接外外部石英晶振的引脚，也可引入外部时钟。部石英晶振的引脚，也可引入外部时钟。q（8 8）RESETRESET（9 9脚脚）：复复位位信信号号引引脚脚。必必须须在在此此引引脚脚上上出出现现两两个个机机
8、器器周周期期的的高高电电平平，才才能能保保证证单单片片机机可可靠靠的的复复位位。复复位位后后，单单片片机机内内部部各各寄寄存存器的状态见表器的状态见表2-22-2所示。所示。q复位后单片机寄存器的内容复位后单片机寄存器的内容单片机引脚单片机引脚q（9 9）ALE/PROGALE/PROG（3030脚脚）：地地址址锁锁存存允允许许信信号号。有以下三个作用：有以下三个作用：q当当外外接接存存储储器器（RAM/ROMRAM/ROM）时时，ALEALE（允允许许地地址址锁锁存存）的的输输出出用用于于锁锁存存地地址址的的低低8 8位位。一一般般ALEALE接锁存器的接锁存器的ENEN端。端。q当当没没有
9、有外外部部存存储储器器时时，ALEALE端端可可输输出出脉脉冲冲信信号号，此此频频率率为为石石英英振振荡荡频频率率的的1/61/6。因因此此，它它可可用用作作对对外外部部芯芯片片提提供供输输出出的的时时钟钟，或或用用于于定定时时的的目目的。的。q在烧写在烧写EPROMEPROM时，作为烧写时钟输入端时，作为烧写时钟输入端 。单片机引脚单片机引脚（10）PSEN（29脚脚）：外外部部程程序序存存储储器器的的读读选选通信号。通信号。（1111） /VPP/VPP（脚脚3131）：访访问问程程序序存存储储器器控控制制信号。信号。当当信信号号接接低低电电平平时时，对对ROM的的读读操操作作（执执行行程
10、程序）限定在外部程序储器。序）限定在外部程序储器。当当接接高高电电平平时时，对对ROM的的读读操操作作（执执行行程程序序）从从内内部部开开始始。在在使使用用内内部部带带程程序序存存储储器器的的单单片片机机时，应接高电平。时，应接高电平。2.3 2.3 单片机的存储器结构单片机的存储器结构 q（1 1）内内部部程程序序存存储储器器（ROMROM）：用用来来存存放放程程序和表格常数。序和表格常数。80518051为为4KB4KB、80528052为为8KB8KB。q（2 2）内内部部数数据据存存储储器器（RAMRAM）：用用来来存存放放运运算算过过程程中中的的数数据据。包包括括寄寄存存器器在在内内
11、，8051/318051/31为为128128字节、字节、8052/328052/32为为256256字节。字节。q（3 3）外外部部程程序序存存储储器器（ROMROM）：用用来来存存放放程程序。最大可扩展序。最大可扩展64KB64KB空间（包括内部空间（包括内部ROMROM）。）。q（4 4）外外部部数数据据存存储储器器（RAMRAM）：在在数数据据采采集集系系统统中中可可存存放放大大量量的的数数据据。最最大大可可扩扩展展64KB64KB空空间（不包括内部间（不包括内部RAMRAM）。）。1内部数据存储器 2.3.1 2.3.1 内部数据存储器及专用寄存器内部数据存储器及专用寄存器 q内部数
12、据存储器在结构上可分为两个不同的存储空间,即低128单元的数据存储器空间（00H7FH）和高128单元的具有特殊功能的专用寄存器存贮器空间（80H0FFH）。2 2专用寄存器专用寄存器SFR SFR q专专用用寄寄存存器器（Special Function Registers）也也叫叫特特殊殊功功能能寄寄存存器器，就就是是将将内内部部RAM的的高高128单单元元作作为为特特殊殊功功能能寄寄存存器器使使用用。其单元地址为其单元地址为80HFFH。q（1）B寄存器寄存器qB寄寄存存器器是是一一个个8位位寄寄存存器器，即即可可作作为为一一般般寄寄存存器器使使用用，也也可可用用于于乘乘除除运运算算。做
13、做乘乘法法运运算算时时，B是是乘乘数数。乘乘法法操操作作后后，乘乘积积的的高高8位位存存于于B中中。做做除除法法运运算算时时，B存放除数。除法操作后，余数存放在存放除数。除法操作后，余数存放在B中。中。q（2）累加器）累加器ACC（Accumulator）q累累加加器器A是是在在编编程程操操作作中中最最常常用用的的专专用用寄寄存存器器，功功能较多，可按位寻址。能较多，可按位寻址。（3）程序状态字）程序状态字PSW（Program Status Word）CYCY：进位标志。 加减运算时，保存最高位进位、借位状态。 AC：半进位标志。 例：78H+97H 0111 1000 +1001 0111
14、 1 0000 1111有进位有进位CY=1没有半进位没有半进位AC=0q（4）定时器）定时器2寄存器（寄存器（52系列单片机独有）系列单片机独有）qT2CON：定时器定时器2控制寄存器。控制寄存器。qT2MOD：定时器定时器2方式寄存器。方式寄存器。qRCAP2L、RCAP2H：捕捕获获寄寄存存器器，一一旦旦8052单单片片机机的的T2EX脚脚出出现现负负跳跳变变，则则TL2、TH2的的内内容容立立即即被被捕获到捕获到RCAP2L、RCAP2H中。中。 qTL2、TH2：定时器定时器2寄存器。寄存器。q（5）IP寄存器寄存器q中断优先级寄存器中断优先级寄存器 q（6）IE寄存器寄存器q中断允
15、许寄存器中断允许寄存器 l l（7）SCON寄存器寄存器l l串行控制寄存器串行控制寄存器 l l（8）SBUF寄存器寄存器l l串行数据缓冲器串行数据缓冲器SBUF用于利用串行口进行用于利用串行口进行发送或接收的数据，在硬件上，实际上由发送或接收的数据，在硬件上，实际上由两个独立的寄存器组成，一个是发送缓冲两个独立的寄存器组成，一个是发送缓冲器，另一个是接收缓冲器。器，另一个是接收缓冲器。 q（9 9）定时器）定时器0 0和定时器和定时器1 1寄存器寄存器qTCONTCON：定时器控制寄存器。定时器控制寄存器。qTMODTMOD：定时器方式寄存器。定时器方式寄存器。qTL0TL0、TH0TH
16、0：定时器定时器0 0寄存器。寄存器。qTL1TL1、TH1TH1：定时器定时器1 1寄存器。寄存器。q（1010）P0P0P3P3端口寄存器端口寄存器 q（1111）栈指针）栈指针SPSP寄存器寄存器q栈栈指指针针SPSP寄寄存存器器指指示示出出堆堆栈栈顶顶部部在在内内部部数数据据存存储储器器中中的的位位置置。系系统统复复位位后后，SPSP初初始始化化为为07H07H，如如果果不不重重新新设设置置，就就使使得得堆堆栈栈由由08H08H单单元元开开始始。但但08H08H1FH1FH单单元元属属于于工工作作寄寄存存器器区区，所所以以在在程程序序设设计计中中，最最好好把把SPSP的的值值设设置置的
17、的大大一一些些，一一般般将将堆堆栈栈开开辟辟在在30H30H7FH7FH区区域域中中。SPSP的值越小，堆栈容量就越大，但最大为的值越小，堆栈容量就越大，但最大为128128字节。字节。 q（12）数据指针）数据指针DPTR寄存器寄存器q数数据据指指针针DPTR由由两两个个8位位寄寄存存器器DPH和和DPL组组合合而而成成一一个个16位位专专用用寄寄存存器器，其其中中DPH为为DPTR的的高高8位位，DPL为为DPTR的低的低8位位。3.3.程序计数器程序计数器PC PC 程序计数器程序计数器PCPC中存储的是将要执行的指令地址，中存储的是将要执行的指令地址，是一个是一个16位的计数器。寻址范
18、围达位的计数器。寻址范围达64KB。2.3.2 2.3.2 外部数据存储器外部数据存储器 q程程序序计计数数器器PC中中存存储储的的是是将将要要执执行行的的指指令令地地址址，是是一个一个16位的计数器。寻址范围达位的计数器。寻址范围达64KB。2.3.3 2.3.3 程序存储器程序存储器 2.4 2.4 单片机并行单片机并行I IO O口口 8051单片机有4 4个I/O端口，每个端口都是8位准双向口，共占3232根引脚。每个端口都包括一个锁存器(即专用寄存器P0P0P3P3)、一个输出驱动器和输入缓冲器。通常把4个端口笼统地表示为P0P0P3P3。q2.4.1 P0口的结构及特点口的结构及特
19、点 P0口的某位P0.n(n=07)结构图，它由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电路及控制电路组成。从图中可以看出，P0口既可以作为I/O用，也可以作为地址/数据线用。D QCLK QMUXP0.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写写锁存器锁存器读读引脚引脚地址地址/ /数据数据控制控制VCCT1T2P0P0口引口引脚脚1 1、P0P0口作为口作为普通I/OI/O口口输出时输出时CPU发出控制电平“0 0”封锁“与”门，将输出上拉场效应管T1截止，同时使多路开关MUX把锁存器与输出D QCLK QMUXP0.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写写锁存器锁存器读读引脚引脚地址地址/
20、/数据数据控制控制VCCT1T2P0P0口引口引脚脚驱动场效应管T2栅极接通。故内部总线与P0口同相。由于输出驱动级是漏极开路电路，若驱动NMOS或其它拉流负载时，需要外接上拉电阻。P0的输出级可驱动8个LSTTL负载。D QCLK QMUXP0.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写写锁存器锁存器读读引脚引脚地址地址/ /数据数据控制控制VCCT1T2P0P0口引口引脚脚 输入时输入时-分分读引脚读引脚或或读锁存器读锁存器读引脚：读引脚：由传送指令由传送指令(MOVMOV)实现；实现； 下下面一个缓冲器用于读端口面一个缓冲器用于读端口引脚引脚数据，当执行一条数据，当执行一条由端口输入的指令时，
21、读脉冲把该三态缓冲器打开，由端口输入的指令时，读脉冲把该三态缓冲器打开，这样端口引脚上的数据经过缓冲器读入到内部总线。这样端口引脚上的数据经过缓冲器读入到内部总线。D QCLK QMUXP0.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写写锁存器锁存器读读引脚引脚地址地址/ /数据数据控制控制VCCT1T2P0P0口引口引脚脚D QCLK QMUXP0.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写写锁存器锁存器读读引脚引脚地址地址/ /数据数据控制控制VCCT1T2P0P0口引口引脚脚 输入时输入时-分分读引脚读引脚或或读锁存器读锁存器读锁存器：读锁存器：有些指令有些指令 如：如：ANL P0ANL P0，A
22、A称为称为“读读- -改改- -写写” ” 指令，需要读锁存器。指令，需要读锁存器。 上上面面一个缓冲器用于读端口一个缓冲器用于读端口锁存器锁存器数据。数据。*原因：如果此时该端口的负载恰是一个晶体管基极，且原端口输出值为1，那么导通了的PN结会把端口引脚高电平拉低；若此时直接读端口引脚信号，将会把原输出的“1”电平误读为“0”电平。现采用读输出锁存器代替读引脚，图中，上面的三态缓冲器就为读锁存器Q端信号而设，读输出锁存器可避免上述可能发生的错误。*D QCLK QMUXP0.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写写锁存器锁存器读读引脚引脚地址地址/ /数据数据控制控制VCCT1T2P0P0口引
23、口引脚脚D QCLK QMUXP0.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写写锁存器锁存器读读引脚引脚地址地址/ /数据数据控制控制VCCT1T2P0P0口引口引脚脚准双向口： 从图中可以看出，在读入端口数据时，由于输出从图中可以看出，在读入端口数据时，由于输出驱动驱动FETFET并接在引脚上，如果并接在引脚上，如果T2T2导通，就会将输入的导通，就会将输入的高电平拉成低电平，产生误读。所以在端口进行输高电平拉成低电平，产生误读。所以在端口进行输入操作前，应先向端口锁存器写入操作前，应先向端口锁存器写“1”“1”，使，使T2T2截止，截止，引脚处于悬浮状态，变为高阻抗输入。这就是所谓引脚处于悬浮状
24、态，变为高阻抗输入。这就是所谓的准双向口。的准双向口。 2 2 2 2、P0P0P0P0作为作为作为作为地址地址/ /数据总线数据总线 在系统扩展时，在系统扩展时，P0P0端口作为端口作为地址地址/ /数据总线数据总线使用时，使用时，分为：分为： P0P0引脚引脚输出地址输出地址/ /数据数据信息。信息。 D QCLK QMUXP0.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写写锁存器锁存器读读引脚引脚地址地址/ /数据数据控制控制VCCT1T2P0P0口引口引脚脚 CPU CPU发出控制电平发出控制电平“1 1”，打开，打开“与与”门，又使多路开门，又使多路开关关MUXMUX把把CPUCPU的的地址
25、地址/ /数据总线数据总线与与T2T2栅极反相接通，输出地栅极反相接通，输出地址或数据。由图上可以看出，上下两个址或数据。由图上可以看出，上下两个FETFET处于反相，构处于反相，构成了推拉式的输出电路，其负载能力大大增强。成了推拉式的输出电路，其负载能力大大增强。D QCLK QMUXP0.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写写锁存器锁存器读读引脚引脚地址地址/ /数据数据控制控制VCCT1T2P0P0口引口引脚脚2 2 2 2、P0P0P0P0作为作为作为作为地址地址/ /数据总线数据总线 P0P0引脚引脚输出地址输出地址/ /输入数据输入数据 输入信号是从引脚通过输入缓冲器进入输入信号是
26、从引脚通过输入缓冲器进入内部总线内部总线。 此时，此时，CPUCPU自动使自动使MUXMUX向下，并向向下，并向P0P0口写口写“1”1”，“读读引脚引脚”控制信号有效，下面的缓冲器打开，控制信号有效，下面的缓冲器打开，外部数据读入外部数据读入内部总线。内部总线。2 2 2 2、P0P0P0P0作为作为作为作为地址地址/ /数据总线数据总线-真正的双向口D QCLK QMUXP0.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写写锁存器锁存器读读引脚引脚地址地址/ /数据数据控制控制VCCT1T2P0P0口引口引脚脚2.4.2. P12.4.2. P1口的结构及特点口的结构及特点 它由一个输出锁存器、两个
27、三态输入缓冲器和输出驱动电路组成-准双向口。D QD QCLK QCLK QP1.nP1.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写写锁存器锁存器读读引脚引脚VCCRT TP1口引脚2.4.3. P2口的结构及特点口的结构及特点 1.P21.P2口作为口作为普通普通I/OI/O口口D QCLK QMUXP2.n读锁存器读锁存器内部总线内部总线写锁存器写锁存器读引脚读引脚地址地址控制控制VCCRTP2口引脚CPUCPU发出控制电平发出控制电平“0” “0” ，使多路开关，使多路开关MUXMUX倒向锁存倒向锁存器器输出输出Q Q端，构成一个准双向口。其功能与端，构成一个准双向口。其功能与P1P1相同。相
28、同。 2.P22.P2口作为口作为地址总线地址总线 在系统扩展片外在系统扩展片外程序存储器程序存储器扩展数据存储器且容量超过扩展数据存储器且容量超过256B 256B ( (用用MOVX DPTRMOVX DPTR指令指令) )时，时，CPUCPU发出控制电平发出控制电平“1 1”，使多路，使多路开关开关MUXMUX倒倒内部地址线内部地址线。此时，。此时，P2P2输出高输出高8 8位地址。位地址。D QCLK QMUXP2.n读锁存器读锁存器内部总线内部总线写锁存器写锁存器读引脚读引脚地址地址控制控制VCCRTP2口引脚2.4.4. P3口的结构及特点口的结构及特点 D QD QCLK QCL
29、K QP3.nP3.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写锁存器写锁存器读读引脚引脚VCCRT TP3口引脚第二第二输入功能输入功能第二第二输出功能输出功能一、作为通用I/O口与P1口类似-准双向口(W=1)WP3的内部结构D QD QCLK QCLK QP3.nP3.n读读锁存器锁存器内部总线内部总线写锁存器写锁存器读读引脚引脚VCCRT TP3口引脚第二第二输入功能输入功能第二第二输出功能输出功能二、P3P3P3P3第二功能(Q=1)此时引脚部分输入(Q=1、W=1) ,部分输出(Q=1、W输出) 。WP3P3P3P3第二功能各引脚功能定义：P3.0：RXD串行口输入P3.1：TXD串行口输
30、出P3.2：INT0外部中断0输入P3.3：INT1外部中断1输入P3.4：T0定时器0外部输入P3.5：T1定时器1外部输入P3.6：WR外部写控制P3.7：RD外部读控制2.5单片机的时钟与时序单片机的时钟与时序l l2.5.1时钟电路时钟电路l l单片机的各项工作都是在时钟信号的控制单片机的各项工作都是在时钟信号的控制下协调工作的，单片机的时钟电路可为单下协调工作的，单片机的时钟电路可为单片机提供一个时钟信号，根据连接方式的片机提供一个时钟信号，根据连接方式的不同，时钟电路可分为内部时钟方式和外不同，时钟电路可分为内部时钟方式和外部时钟方式。部时钟方式。时钟的连接时钟的连接l lXTAL
31、1和和XTAL2之之间间跨跨接接晶晶体体振振荡荡器器和和两两个个微微调调电电容容，和和芯芯片片内内部部的的振振荡荡器器电电路路构构成一个稳定的自激振荡器，成一个稳定的自激振荡器， 2.5.2 2.5.2 单片机的单片机的CPUCPU时序时序 qMCS-51包包括括4个个定定时时单单位位，它它们们分分别别是是：振振荡荡周周期期（节节拍拍）、时时钟钟周周期期（状状态态周周期期）、机机器器周周期期和和指指令令周周期期。单单片片机机两两种种常常用用晶晶振振的的4个个周周期期信信号号的的对对比比见见表表2-7所示。所示。 q1.振荡周期振荡周期q振振荡荡周周期期也也叫叫节节拍拍，用用P表表示示，振振荡荡
32、周周期期是是指指为为单单片片机机提提供供定定时时信信号号的的振振荡荡源源的的周周期期。是是时时序序中中最最小小的的时时间间单单位位。例例如如：若若某某单单片片机机时时钟钟频频率率为为2MHz，则则它它的振荡周期应为的振荡周期应为0.5s。q2.时钟周期时钟周期q时时钟钟周周期期又又叫叫做做状状态态周周期期，用用S表表示示。是是振振荡荡周周期期的的二二倍倍，其其前前半半周周期期对对应应的的节节拍拍叫叫P1拍拍，后后半半周周期期对对应应的的节节拍拍叫叫P2。P1节节拍拍通通常常完完成成算算术术、逻逻辑辑运运算算，P2节节拍通常完成传送指令。拍通常完成传送指令。 q3.机器周期机器周期q机机器器周周
33、期期是是实实现现特特定定功功能能所所需需的的时时间间周周期期，通通常常有有若若干干时时钟钟周周期期构构成成。MCS-51的的一一个个机机器器周周期期是是固固定定不不变变的的，宽宽度度均均由由6个个状状态态周周期期（12个个振振荡荡周周期期）组组成成，并并依依次次表表示示为为S1S6，分分别别记记作作S1P1、S1P2S6P1、S6P2。q4.指令周期指令周期q指指令令周周期期是是最最大大的的时时序序定定时时单单位位，指指令令周周期期是是指指执执行行一一条条指指令令需需要要的的时时间间。通通常常MCS-51的的指指令令周周期期可可以以包包含含有有14个个机机器器周周期期。MCS-51的的几几种种
34、典典型型的的指指令令时时序序如如图图2-15所所示示，每每个个机机器器周周期期内内地地址址锁锁存存信信号号（ALE）产产生生两两次次有有效效信信号号，分分别别出出现现在在S1P2、S2P1期间与期间与S4P2、S5P1期间。期间。 指令时序指令时序2.6.2 2.6.2 节电工作方式节电工作方式 MCS-51MCS-51单片机中有单片机中有HMOSHMOS和和CHMOSCHMOS两种工艺芯片，它们两种工艺芯片，它们的节电运行方式不同，的节电运行方式不同，HMOSHMOS单片机的节电方式只有掉单片机的节电方式只有掉电方式，电方式，CHMOSCHMOS单片机的节电工作方式有掉电方式和单片机的节电工
35、作方式有掉电方式和空闲方式两种。空闲方式两种。 2.6 2.6 单片机的工作方式单片机的工作方式 q2.6.1 程序执行方式程序执行方式 q1连续执行方式连续执行方式 q2单步运行方式单步运行方式 q3.复位方式复位方式 1HMOS的掉电工作方式 l l掉掉掉掉电电电电工工工工作作作作方方方方式式式式是是是是指指指指由由由由于于于于电电电电源源源源的的的的故故故故障障障障使使使使电电电电源源源源电电电电压压压压丢丢丢丢失失失失或或或或工工工工作作作作电电电电压压压压低低低低于于于于正正正正常常常常值值值值，使使使使单单单单片片片片机机机机系系系系统统统统不不不不能能能能正正正正常常常常运运运运
36、行行行行，若若若若不不不不采采采采取取取取保保保保护护护护措措措措施施施施，将将将将丢丢丢丢失失失失RAMRAM和和和和寄寄寄寄存存存存器器器器中中中中的的的的全全全全部部部部数数数数据据据据，后后后后果果果果严严严严重重重重。为为为为此此此此MCS-51MCS-51系系系系列列列列单单单单片片片片机机机机设设设设置置置置有有有有掉掉掉掉电电电电保保保保护护护护措措措措施施施施，进进进进行行行行掉掉掉掉电电电电保保保保护护护护处处处处理理理理。具具具具体体体体做做做做法法法法是：是：是：是：l l检测电路一旦发现掉电，通过外部中断源向检测电路一旦发现掉电，通过外部中断源向检测电路一旦发现掉电，
37、通过外部中断源向检测电路一旦发现掉电，通过外部中断源向CPUCPU发发发发出中断请求，出中断请求，出中断请求，出中断请求，CPUCPU响应此中断请求，调用中断服务响应此中断请求，调用中断服务响应此中断请求，调用中断服务响应此中断请求，调用中断服务子程序，由中断服务子程序将重要数据送内部子程序，由中断服务子程序将重要数据送内部子程序，由中断服务子程序将重要数据送内部子程序，由中断服务子程序将重要数据送内部RAMRAM转存，立即先把程序运行过程中有用信息转存到转存，立即先把程序运行过程中有用信息转存到转存，立即先把程序运行过程中有用信息转存到转存，立即先把程序运行过程中有用信息转存到RAMRAM，
38、然后启用备用电源维持，然后启用备用电源维持，然后启用备用电源维持，然后启用备用电源维持RAMRAM供电。供电。供电。供电。 2CHMOS的节电工作方式 l l单片机还设计有待机和单片机还设计有待机和掉电两种节电工作方式，掉电两种节电工作方式，特别适宜于低功耗场合。特别适宜于低功耗场合。 内部控制电路内部控制电路内部控制电路内部控制电路 PCON控制寄存器的格控制寄存器的格式如下：式如下： PCON各位的各位的说说明如下：明如下：l lSMOD：串串行行口口波波特特率率加加倍倍控控制制位位。SMOD=1，波特率加倍。，波特率加倍。l lGF1、GF0：通用标志位，由用户置位或复位。：通用标志位，
39、由用户置位或复位。l lPD：掉掉电电方方式式位位，若若PD=1，进进入入掉掉电电工工作作方方式。式。l lIDL：待待机机方方式式位位，若若IDL=1，进进入入待待机机工工作作方式。方式。l l若若PD和和IDL同时为同时为1，则进入掉电工作方式。，则进入掉电工作方式。l l（1）待机工作方式）待机工作方式 l l 是将是将PCON寄存器的寄存器的IDL位置位置“1”，即进，即进入待机工作方式。入待机工作方式。l l退出待机方式的方法有两种，一种是激活退出待机方式的方法有两种，一种是激活中断，另一种是硬件复位。中断，另一种是硬件复位。（2）掉电保护方式l l是是是是将将将将PCONPCON中
40、中中中的的的的PDPD位位位位置置置置“1 1”使使使使单单单单片片片片机机机机进进进进入入入入掉掉掉掉电电电电保保保保护护护护方方方方式式式式。80C5180C51单单单单片片片片机机机机一一一一旦旦旦旦检检检检测测测测到到到到电电电电源源源源掉掉掉掉电电电电，即即即即将将将将有有有有用用用用信信信信息息息息转转转转存存存存到到到到片片片片内内内内数数数数据据据据存存存存储储储储器器器器RAMRAM中中中中的的的的低低低低128128字字字字节节节节内内内内，并并并并使使使使PCON.1PCON.1的的的的PDPD位位位位置置置置“1 1”，单单单单片片片片机机机机进进进进入入入入掉掉掉掉电
41、电电电方方方方式式式式。掉掉掉掉电电电电方方方方式式式式下下下下送送送送入入入入时时时时钟钟钟钟电电电电路路路路的的的的振振振振荡荡荡荡信信信信号号号号被被被被封封封封锁锁锁锁，不不不不产产产产生生生生时时时时钟钟钟钟信信信信号号号号，片片片片内内内内的的的的一一一一切切切切工工工工作都停止，只有片内作都停止，只有片内作都停止，只有片内作都停止，只有片内RAMRAM的数据保留。的数据保留。的数据保留。的数据保留。l l只要电源恢复正常值，单片机就可以退出掉电方只要电源恢复正常值，单片机就可以退出掉电方只要电源恢复正常值，单片机就可以退出掉电方只要电源恢复正常值，单片机就可以退出掉电方式，进入正
42、常工作方式，但硬件复位须维持式，进入正常工作方式，但硬件复位须维持式，进入正常工作方式，但硬件复位须维持式，进入正常工作方式，但硬件复位须维持10ms10ms时间。时间。时间。时间。 2.6.3复位 l l1 1复位方式复位方式l l（1）复位条件）复位条件 l l为了实现单片机的复位，在时钟电路工作后，为了实现单片机的复位，在时钟电路工作后，必须在单片机的必须在单片机的RESET端（端（9）至少维持）至少维持2个个机器周期以上的高电平，单片机进入复位状机器周期以上的高电平，单片机进入复位状态（即程序从态（即程序从0000H地址开始执行）。地址开始执行）。 l l时钟频率为时钟频率为12MHZ，机器周期为，机器周期为1s，则在，则在单片机的单片机的RESET端只需持续端只需持续2s以上时间的以上时间的高电就能进入复位状态。高电就能进入复位状态。l l（2）复位后的状态）复位后的状态l l单片机复位后，片内单片机复位后，片内RAM中低中低128B的内容的内容不会改变，但特殊功能寄存器（不会改变，但特殊功能寄存器（SFR）的值）的值被初始化。复位期间单片机的被初始化。复位期间单片机的ALE和端输和端输出高电平。出高电平。2复位电路 本章作业本章作业P482-18、2-20 休休 息息 一一 下下结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！66
